Qcm

[Lexafourn]

Bonjour, je n'arrive pas à résoudre ce genre de QCM. Est-ce que vous pouvez m'expliquer comment faire, quelle méthode adopter?

 

QCM 3 - Un contenant est séparé en deux compartiments de 1L par une membrane. Chaque compartiment contient une solution de KCl et on ajoute dans le premier compartiment une solution de K2SO4. Les deux solutés sont totalement dissociés, on précise que les ions SO42- ne passent pas à travers la membrane. A l’équilibre on a : [KCl]T = 3 mol.L-1 [K2SO42-] = 1 mol.L-1

A. La concentration de Cl- dans le compartiment 1 est de 1,5 mol.L-1.

B. La concentration de Cl- dans le compartiment 1 est de 1,125 mol.L-1.

C. La concentration de Cl- dans le compartiment 2 est de 1,5 mol.L-1.

D. La concentration de K+ dans le compartiment 1 est de 1,125 mol.L-1.

E. La concentration de K+ dans le compartiment 2 est de 1,875 mol.L-1.

 

 

[egy]

Coucou, est ce que tu pourrais juste m'indiquer où est ce que tu as trouvé ce QCM, pour que je puisse essayer de te répondre ? 

[Lexafourn]

Je l'ai trouvé sur le site du tutorat dans la rubrique: "Déplacements moléculaires et échanges à travers une membrane" mais la correction n'était pas claire  

 

Edited October 4 by Lexafourn

[egy]

Ok, merci beaucoup ! Je vais essayer de clarifier un peu la correction de ce QCM : 

 

L'énoncé est un peu difficile à traduire ( ça m'a pris du temps ) mais, pour résoudre notre QCM, on commence par regarder les valeurs données dans l'énoncé : à l'équilibre [KCl]T = 3 mol.L-1 [K2SO42-] = 1 mol.L-1 mais on ne sait pas comment sont réparties les concentrations selon les compartiments, c'est ce qu'on cherche. 

La particularité de l'état d'équilibre, c'est que la répartition des molécules dans les deux compartiments s'est équilibrée en fonction de la concentration et de la charge électrique. Donc, peu importe la répartition des molécules au départ, la répartition à l'état d'équilibre sera la même. 

Maintenant que l'on sait ça, pour faciliter le calcul, on part du principe qu'au départ, tous les solutés ont été dissous dans le compartiment 1, et que par la suite, ils ont diffusés, et se sont équilibrés pour obtenir notre état d'équilibre. 

On dit donc qu'au départ, le compartiment 1 contient 3mol/L de (KCL) et 1mol/L de (K2SO4) et le compartiment 2 ne contient aucun soluté. 

On écrit la dissociation de KCl et de K2SO4 pour connaitre la concentration de chaque ion : 

KCL -> K+ + CL- 

On a 3mol/L de KCL, puisque les coefficients stoechiométriques de K+ et de Cl- sont de 1, il y a 3mol/L de K+ et 3mol/L de Cl- 

K2SO4 -> 2K+ + (SO4)2- 

On a 1mol/L de K2SO4, le coefficient stoechiométrique de K+ est de 2 ici, il y a donc 2x1mol/L= 2mol/L de K+ et 1mol/L de (SO4)2-

Donc, si on fait la somme de tout ça, dans notre compartiment 1 il y a 3+2 = 5mol/L de K+ ; 3mol/L de Cl- et 1mol/L de (SO4)2- 

Dans le compartiment 1, on a pas besoin que la concentration en Cl- soit égale à la concentration en Na+ car, contrairement au compartiment 2, dans le compartiment 1 il y a du (SO4)2- qui permet de maintenir l'électroneutralité ( on sait qu'il n'y en a pas dans le compartiment 2 car on nous dit dans l'énoncé que le (SO4)2- ne traverse pas la membrane ). 

Dans le compartiment 2 par contre, il faut que la concentration en Cl- soit égale à la concentration en K+ ( effet donnan ) 

Une partie des solutés du compartiment va donc diffuser dans le compartiment 2, pour parvenir à l'équilibre. On appelle x la concentration ( pour l'instant inconnue) qui passe du compartiment 1 vers le compartiment 2. 

On peut écrire à l'équilibre, (K+)1 = (5-x) mol/L  et ( Cl-)1 = 3-x mol/L 

Selon les règles de l'effet donnan, on a  (K+)1 * (Cl-)1 = (K+)2 * ( Cl-)2

Ce qui nous donne, grâce à ce que l'on a déterminé précedemment (5-x) * ( 3-x) = x * x 

On développe : 15 - 3x -5x +x^2 = x^2 

15 - 8x = 0 

Donc x = 15/8 = 1,875 

Donc la concentration en Cl- dans le compartiment 2 = la concentration en K+ dans le compartiment 2 = 1,875 

Et la concentration en Cl- dans le compartiment 1 = 3 - 1,875 = 1,125 

Et la concentration en K+ dans le compartiment 1 = 5 - 1,875 

Donc les items B et E sont vrais et le reste est faux 

 

Pour être honnête, ce QCM était assez compliqué à résoudre ( en principe les QCMs que vous aurez au concours seront bien plus simples que ça ) mais c'est bien pour s'entrainer. 

c'était très difficile à résoudre si tu ne partais pas du principe que tout se trouvait dans le compartiment 1 au départ. 

 

J'espère que ça a pu un peu t'aider et que tu as un peu mieux compris maintenant mais si ce n'est toujours pas clair ( c'est très probable) n'hésite pas à redemander, j'essaierai de l'expliquer différemment

 

Bon courage ! 

 

[Lexafourn]

D'accord, je pensais que la solution de KCl était présente dans les deux compartiments dès le départ donc je ne comprenais pas, mais maintenant c'est bon.

Merci beaucoup, c'est très bien expliqué !!

Edited October 4 by Lexafourn